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淮河流域地处我国东部,介于长江流域和黄河流域之间,幅员辽阔,河网密集。“九五”以来,淮河被国家列为重点治理的“三河三湖”之首,流域水系污染十分严重。重金属是一类重要的污染物,具有危害大、持续性强、潜在和不可逆等特征,其研究一直是环境科学和生态毒理学的热点。沉积物是河流生态系统的重要组成部分,其重金属含量能综合反映河流重金属污染的现状和历史,要研究河流重金属污染,沉积物重金属污染研究最为关键。 本研究选择淮河全流域作为研究对象,于2013年5月采集了淮河流域203个样点的表层沉积物,测定其中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn的含量。在探讨淮河流域表层沉积物中重金属的富集程度和分布特征的基础上,进行重金属污染评价和生态风险评估,并研究沉积物重金属的主要来源及重金属含量与周边土地利用类型之间的关系,旨在为淮河流域水系重金属污染控制与治理提供数据支持。相关研究结果表明: (1)淮河流域表层沉积物中重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn的平均含量分别为10.44、0.21、58.0、25.7、0.067、33.7、86.9mg·kg-1。其中Hg的变异系数最大,工业点源污染应该在Hg的来源中扮演了一个重要角色。七种重金属在淮河流域的分布具有高度的空间异质性,但总体上有一定的相似趋势,流域北部水系重金属含量普遍高于南部水系,其中沙颍河水系、沂沭水系和涡河水系是淮河流域重金属含量较高的水系。 (2)污染评价结果表明,淮河流域Cd污染相对最为严重,其中64.04%的样点受到Cd污染,其次是Hg,其他重金属基本无污染,总体上淮河流域重金属污染程度较轻。综合比较淮河流域不同水系的Cd、Hg污染,涡河水系和沙颍河水系污染最为严重,特别是惠济河、颍河周口段、贾鲁河和清溟河。生态风险评价结果表明,七种重金属的生态风险大小为:Cd(85.70)>Hg(66.65)>As(11.35)>Pb(7.14)>Cu(6.42)>Cr(2.15)>Zn(1.28),淮河流域水系沉积物重金属生态风险主要是Cd、Hg风险,其中涡河水系Cd风险最高,沙颍河水系Hg风险最高。 (3)重金属相关性分析结果表明,七种重金属之间多呈现高度的相关性,存在共同的来源。主成分分析将重金属来源分为4个主成分,相应贡献率为53.74%、12.91%、11.06%、9.06%,分别代表自然来源、交通来源、工农业活动来源和化学医药行业来源的贡献。重金属含量与周边土地利用类型的相关性研究结果表明,旱地、城建和农村是影响淮河流域沉积物重金属的主要土地利用,在500m、1000m、2000m三个不同尺度下,高风险元素Cd含量均与旱地呈显著相关,Hg含量与周边土地利用类型的相关性均不显著。三种尺度下重金属含量与旱地、城建和农村的相关性差异并不大,但1000m尺度下Cd含量与旱地的相关性最高。